题文

小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。探究过程如图所示，部分数据记录见右表。 （1）请将表格中的数据填全。 （2）分析图中的A、B（或A、C……），说明浸在液体中的物体受到        （填方向）的浮力；金属块浸没在水中所受的浮力是______N。 （3）分析图中的              三图，说明浸在同种液体中的物体，受到的浮力大小跟物体排开的液体的体积有关。 分析图中的D、E两图，可以得到结论：                                                                       。 （4）小明进一步分析、计算B、C、D、E四种情况下物体排开液体的重力，并与四种情况下浮力的大小进行了比较，得到的初步结论是                                                                       。

题型：实验题  难度：中档

答案

（1）2.4（2）竖直向上，3，（3）B、C、D， 排开的液体体积相同的情况下，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大。 没有体现控制变量不得分(4)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力。

（1）由表格可知排开煤油的质量m排煤=240g=0.24kg， 排开煤油的重力G排煤=m排煤g=0.24kg×10N/kg=2.4N；（2）分析图中的A、B（或A、C…）可知，B（或C…）示数减小，说明受到浮力的方向与重力的方向相反，即浮力的方向竖直向上；物体在空气中的重力G=10N；浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=7N；根据称重法得：F浮=G-F拉=10N-7N=3N；（3）探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系时，就要控制物体排开液体的体积一定，而液体的密度不同，B、C、D符合这种情况；分析图中的D、E两图，金属块浸入液体的体积相同，煤油中弹簧测力计的示数大于水中弹簧测力计的示数，说明金属块在密度大的水中受到的浮力大于密度小的煤油中受到的浮力；故可的结论：排开的液体体积相同的情况下，液体的密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大．（4）根据F浮=G-F拉可得，B、C、D、E四种情况下受到的浮力依次为1N、2N、3N、2.4N； 由表格的数据可知，B、C、D、E四种情况下排开水的重力依次为1N、2N、3N、2.4N； 由此可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于被物体排开的液体所受的重力．

据专家权威分析，试题“小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。
  
  答案:3×10³  10